文档介绍：C语言嵌入系统编程-性能优化
使用宏定义
使用寄存器变量
内嵌汇编
利用硬件特性
活用位操作
位间的与(&)、或( )、非(~)操作
总结
使用宏定义
在C语言中,宏是产生内嵌代码的唯一方法。对于嵌入式系统而言,为了能达到性能要求,宏是一种很好的代替函数的方法。 写一个"标准"宏MIN ,这个宏输入两个参数并返回较小的一个: 错误做法: #define MIN(A,B) ( A <= B ? A : B ) 正确做法: #define MIN(A,B) ((A)<= (B) ? (A) : (B) ) 对于宏,我们需要知道三点: (1)宏定义"像"函数; (2)宏定义不是函数,因而需要括上所有"参数"; (3)宏定义可能产生副作用。
下面的代码: least = MIN(*p++, b); 将被替换为: ( (*p++) <= (b) ?(*p++):(b) ) 发生的事情无法预料。 因而不要给宏定义传入有副作用的"参数".
使用寄存器变量
当对一个变量频繁被读写时,需要反复访问内存,从而花费大量的存取时间。为此,C语言提供了一种变量,即寄存器变量。这种变量存放在CPU的寄存器中,使用时,不需要访问内存,而直接从寄存器中读写,从而提高效率。,而循环计数是应用寄存器变量的最好候选者。
(1) 只有局部自动变量和形参才可以定义为寄存器变量。因为寄存器变量属于动态存储方式,凡需要采用静态存储方式的量都不能定义为寄存器变量,包括:模块间全局变量、模块内全局变量、局部static变量; (2) register是一个"建议"型关键字,意指程序建议该变量放在寄存器中,但最终该变量可能因为条件不满足并未成为寄存器变量,而是被放在了存储器中,但编译器中并不报错(在C++语言中有另一个"建议"型关键字:inline)。
下面是一个采用寄存器变量的例子:
 /* 求1+2+3+….+n的值*/ WORD Addition(BYTE n) { register i,s=0; for(i=1;i<=n;i++) { s=s+i; } return s; }
本程序循环n次,i和s都被频繁使用,因此可定义为寄存器变量。
内嵌汇编
程序中对时间要求苛刻的部分可以用内嵌汇编来重写,以带来速度上的显著提高。但是,开发和测试汇编代码是一件辛苦的工作,它将花费更长的时间,因而要慎重选择要用汇编的部分。 在程序中,存在一个80-20原则,即20%的程序消耗了80%的运行时间,因而我们要改进效率,最主要是考虑改进那20%的代码。
嵌入式C程序中主要使用在线汇编,即在C程序中直接插入_asm{ }内嵌汇编语句:
 /* 把两个输入参数的值相加,结果存放到另外一个全局变量中*/ int result; void Add(long a, long *b) { _asm { MOV AX, a MOV BX, b ADD AX, [BX] MOV result, AX } }
利用硬件特性
首先要明白CPU对各种存储器的访问速度,基本上是: CPU内部RAM > 外部同步RAM > 外部异步RAM > FLASH/ROM 对于程序代码,已经被烧录在FLASH或ROM中,我们可以让CPU直接从其中读取代码执行,但通常这不是一个好办法,我们最好在系统启动后将FLASH或ROM中的目标代码拷贝入RAM中后再执行以提高取指令速度; 对于UART等设备,其内部有一定容量的接收BUFFER,我们应尽量在BUFFER被占满后再向CPU提出中断。例如计算机终端在向目标机通过RS-232传递数据时,不宜设置UART只接收到一个BYTE就向CPU提中断,从而无谓浪费中断处理时间;
如果对某设备能采取DMA方式读取,就采用DMA读取,DMA读取方式在读取目标中包含的存储信息较大时效率较高,其数据传输的基本单位是块,而所传输的数据是从设备直接送入内存的(或者相反)。DMA方式较之中断驱动方式,减少了CPU 对外设的干预,进一步提高了CPU与外设的并行操作程度。